AGREGADOS DEL CONCRETO HIDRAULICO

En las mezclas de concreto hidráulico convencional, los agregados suelen representar entre 60 y 75 por ciento, aproximadamente, del volumen absoluto de todos los componentes; de ahí la notable influencia que las

características y propiedades de los agregados ejercen en las del correspondiente concreto.

DITIVOS PARA CONCRETO

1.5.1 DEFINICION

Debido a que los componentes básicos del concreto hidráulico son el cemento, el agua y los agregados, cualquier otro ingrediente que se incluya en su elaboración puede ser considerado, literalmente hablando, como un aditivo.

Sin embargo, en la práctica del concreto hidráulico convencional, ,no se consideran aditivos las puzolanas y las escorias cuando forman parte de un cemento portland-puzolana. portland-escoria, ni tampoco las fibras de refuerzo porque dan oirán a concretos que no se consideran convencionales.

Con estas salvedades, resulta válida la definición propuesta por el Comité ACI 116(26), según la cual un aditivo es un material distinto del agua, los agregados, el cemento hidráulico y las fibras de refuerzo, que se utiliza como ingrediente del mortero o del concreto, y que se añade a la revoltura inmediatamente antes o durante el mezclado.

La interpretación que puede darse a esta definición es que un material sólo puede considerarse como aditivo cuando se incorpora individualmente al concreto, es decir, que se puede ejercer control sobre su dosificación. De esta manera, las puzolanas y las escorias solamente son aditivos si se les maneja y administra por separado del cemento portland. Lo cual no deja de ser más bien una cuestión de forma, ya que cualitativamente sus efectos son los mismos que si se administran por conducto del cemento.

Para complementar la definición anterior, tal vez cabria añadir que los aditivos para concreto se utilizan con el propósito fundamental de modificar convenientemente el comportamiento del concreto en estado fresco, y/o de inducir o mejorar determinadas propiedades deseables en el concreto endurecido.

1.5.2 USOS DE LOS ADITIVOS

El comportamiento y las propiedades del concreto hidráulico, en sus estados fresco y endurecido, suelen ser influidos y modificados por diversos factores intrínsecos y extrínseco. Los intrínsecos se relacionan esencialmente con las características los componentes y las cantidades en que éstos se proporcionan para laborar el concreto. En cuanto a los extrínsecos, pueden citarse principalmente las condiciones ambientales que prevalecen durante la elaboración y colocación del concreto, las prácticas constructivas que se emplean en todo el proceso desde su elaboración hasta el curado, y las condiciones de exposición y servicio a que permanece sujeta la estructura durante su vida útil.

Algunos de estos factores pueden ser objeto de maniobra por parte del usuario del concreto, pero otros no. Por ejemplo, los aspectos relativos a la composición del concreto ya las prácticas constructivas son factores susceptibles de ajuste y adaptación, en tanto los que corresponden al medio ambiente ya las condiciones de exposición y servicio, por lo general son factores fuera del control del usuario.

De acuerdo con este planteamiento, para influir en el comportamiento y las propiedades del concreto, a fin de adaptarlos a las condiciones externas, se dispone principalmente de dos recursos:

1) La selección y uso de componentes idóneos en el concreto, combinados en proporciones convenientes.

2) El empleo de equipos, procedimientos, y prácticas constructivas en general, de

eficacia comprobada y acordes con la obra que se construye.

El uso de aditivos queda comprendido dentro del primer recurso y normalmente representa una medida opcional, para cuando las otras medidas no alcanzan a producir los efectos requeridos, en función de las condiciones externas actuales o futuras. Es decir, la práctica recomendable para el uso de los aditivos en el concreto, consiste en considerarlos como un medio complementario y no como un substituto de otras medidas primordiales, tales como el uso de un cemento

apropiado, una mezcla de concreto bien diseñada, o prácticas constructivas satisfactorias.

Según los informes del Comité ACI 212(76), (77), (78), los aditivos suelen emplearse en la elaboración de concretos, morteros o mezclas de inyección, no sólo para modificar sus propiedades en los estados fresco y endurecido, sino también por economía, para ahorrar energía y porque hay casos en que el uso de un aditivo puede ser el único medio factible para obtener el resultado requerido, citando como ejemplos la defensa contra la congelación y el deshielo, el retardo o la aceleración en el tiempo de fraguado y la obtención de muy alta resistencia. Asimismo, señalan que los principales efectos que se persiguen con el uso de los aditivos, son los que a continuación se mencionan para ambos estados del concreto.

Propiedades mecánicas del concreto

Endurecimiento del concreto con la edad. La combinación del cemento con el agua de la mezcla se realiza lentamente lográndose hidratar a los 30 días en las mejores condiciones del laboratorio, sólo un poco más del 80% del cemento empleado.

En el transcurso del tiempo, el cemento continúa su proceso de hidratación tomando el agua necesaria del ambiente atmosférico, corriendo parejas con su propio endurecimiento y formando una curva asintótica a los valores más elevados de la fatiga de ruptura.

Los concretos fabricados con cemento Tipo m, Alta Resistencia Rápida, alcanzan a los 7 dias la resistencia correspondiente a los 28 días del cemento Tipo I, pero a los dos años ambas resistencias son prácticamente iguales.

Se ha formado con valores medios obtenidos de la ruptura a la compresión de cilindros de 15 cm de diámetro por 30 cm de altura, fabricados y curados de acuerdo con la especificación A.S.T.M. c-192-49.

Cuando se efectúa la ruptura del cilindro a los 28 días de colado, la fatiga correspondiente a esa ruptura se representa

por f' " y constituye el valor base al cual se refieren las especificaciones.

Propiedades y usos.

El cemento aluminoso se caracteriza por su rápido endurecimiento y su elevada resistencia a las 24 horas. Esto hace que su empleo nos economice madera y tiempo de entrega de las obras.

Por su gran resistencia a los agentes químicos, particularmente a las aguas de mar y sulfatadas, se le emplea en estos casos en lugar del cemento Portland normal. Por su insensibilidad a las bajas temperaturas, es muy empleado en los lugares fríos.

El fraguado de estos cementos se acelera con: Hidróxido de calcio, hidróxido sádico, carbonato sádico, etc., y se retarda con: cloruro sódico, cloruro potásico, cloruro bórico, etc.

El azúcar, adicionada en 1 %, es capaz de retrasar el fraguado un día o más. Su peso específico es 3.3 y su peso volumétrico varía entre 1 300 y 1 400 kg/m3.

Cementos puzolánicos. Los cementos puzolánicos se preparan moliendo juntos mezclas de clinker de cemento.

La trabajabilidad debe ser juzgada con base en la medida del revenimiento, considerando las tolerancias señaladas anteriormente en el capítulo de Especificaciones. La muestra y la prueba deben realizarse de acuerdo con la norma NMX C-156 "Determinación del revenimiento del concreto fresco".

Cuando se utilizan otras pruebas -además de la del revenimiento para verificar los requerimientos de trabajabilidad, éstas deben ser establecidas de común acuerdo entre el comprador y el productor.

Peso unitario del concreto fresco

Cuando se requiera conocer el peso unitario del concreto por razones de algún convenio, éste debe ser medido de acuerdo con la norma NMX C-162 "Determinación del peso unitario, cálculo del rendimiento y contenido de aire del concreto fresco por el método gravimétrico".

El volumen del concreto representado por la muestra debe ser considerado como satisfactorio si el cálculo arrojado, realizado con el valor del peso unitario determinado, brinda un valor con una aproximación del ±2%.

Temperatura del concreto fresco

Se puede especificar, como medida opcional, la temperatura dentro de ciertos límites para condiciones especiales, y debe ser medida a través de una muestra representativa obtenida de acuerdo con la norma NMX C-161 "Muestreo del concreto fresco".

Este requisito por parte del productor podrá establecerse mediante previo convenio especial.

Se considerará adecuado el volumen de concreto representado por la muestra si tiene una temperatura de ±2°C del valor especificado.

Contenido de aire incluído en el concreto fresco

Aplicable principalmente a concretos de pavimentos.

La determinación del contenido de aire incluido de una muestra representativa, tomada en el punto de descarga de la unidad revolvedora, se hará de acuerdo con la norma NMX C-157 "Determinación del contenido de aire del concreto fresco por el método de presión". La muestra se aceptará con una tolerancia de ±2% del valor requerido. La frecuencia de muestreo debe establecerse previo acuerdo entre el comprador y el productor.

Asimismo, podrá especificarse el momento de la toma de la muestra y los tiempos máximos de espera, sin que estas especificaciones expongan criterios diferentes a los expresados en las Normas Mexicanas.

CUESTIONARIO.

1.- Elabore un diagrama, lo mas completo posible, de la composición del concreto

hidráulico.

2.- Cuales son los tres aspectos básicos de los que depende el comportamiento

mecánico del concreto.

3.- Qué es el cemento hidráulico.

4.- Enuncie los diversos aspectos que influyen cada uno de los componentes químicos

del cemento portland cuando se combina con agua.

5.- Cuales son los principales cementantes hidráulicos para la fabricación del concreto

hidráulico.

RESPUESTAS.

2.-

Características, composición y propiedades de la pasta de cemento o matriz cementante, endurecido.

Calidad propia de los agregados. La afinidad de la matriz cementante con los agregados y

su capacidad para trabajar en conjunto.

3- Es un cemento en cuya elaboración intervienen normalmente las materias

primas que se indican a continuación:

CLASE MATERIAS PRIMAS PRINCIPALES.

Portland Arcilla y Caliza Aluminoso Bauxita y Caliza . Sobresulfato Escoria granulada de alto horno. Expansivo Clincker portland, escoria, bauxita,

Yeso.

Natural Caliza-arcillosa.

4.- C3S : Favorece la resistencia inicial elevado, el calor de hidratación

elevado fraguado lento y endurecimiento bastante rápido.

Debe limitarse a menos del 55% en cementos para obras ma-

sivas a fin de reducir el elevado calor de hidratación.

C2S: Favorece la resistencia a lo largo plazo, fraguado lento, endurecimiento lento, bajo calor de hidratación, mayor estabilidad química, es decir mayor resistencia a los sulfatos.

C3A: Favorece el calor de hidratación muy grande, elevación velocidad de fraguado. Muy débil frente o sulfatos. Para limitar su acción de fraguado se agrega yeso que contiene sulfats.

C4AF: Favorece la gran velocidad de fraguado, colabora con la hidratación de los otros. Se funde en la fabricación del clinker. No participa en la resistencia mecánica.Color obscuro prohibitivo en el cemento blanco.

5.-Las principales cementantes hidráulicos son las cales y cementos hidráulicos, algunas escorias y ciertos materiales con propiedades puzolánicas.De acuerdo con el poder cementante y los requerimientos específicos de las aplicaciones, estos cementantes pueden utilizarse en forma individual o combinados entre sí.

NORMAS PARA CONSTRUCCIÓN E INSTALACIÓN CONCRETO HIDRÁULICO. A.01.- Resultado de la mezcla y combinación, en dosificación adecuada, de cemento portland, agregados pétreos finos y gruesos seleccionados y agua, que se utilizara en la construcción de elementos estructurales o decorativos, pavimentos, pisos, tuberías, banquetas y guarniciones.

A.02.- Cuando se requiera se fijara el tipo de adicionante que podrá usarse en la elaboración del concreto Hidráulico para mejorar su

trabajabilidad, acelerar su fraguado, endurecer su superficie, aumentar sus propiedades de impermeabilidad o estabilizar el volumen.

MATERIALES. B.01.- Los materiales que se emplean en la fabricación del concreto Hidráulico son los siguientes: Cemento Portland o Portland puzolanico. Agua. Agregado fino. Agregado grueso. Adicionantes. B.02.- Los tipos de cemento son los siguientes: TIPO 1 Normal. TIPO 2 Re3istencia moderada a la acción de los sulfatos y generación moderada de calor de hidratación. TIPO 3 Alta resistencia rápida. TIPO 4 Bajo calor de hidratació. TIPO 5 Alta resistencia a la acción de los sulfatos. Portland puzolanico tipo IP. Portland de escoria de Altos Hornos tipo IE. B.03.-El agua que se utilice en la construcción del concreto hidráulica deberá estar limpia y exenta de aceites, ácidos, álcalis, materias orgánicas u otras substancias perjudiciales. Debe evitarse la utilización de agua con un contenido de sal común mayor del 5%, y en ningún caso se utilizara agua de mar. B.04.- Los agregados pétreos finos son los constituidos por arena natural, o materiales inertes con características similares, con granos limpios, duros y libres de materia orgánica o lodos, y diámetros menores de 1 cm. (3/8"). Los agregados pétreos gruesos están constituidos por piedra triturada, grava de río, escorias u otros materiales inertes, con diámetros mayores de 1cm. (3/8"). B.05.- Los adicionantes que se utilicen en la elaboración del concreto hidráulica, podrán ser de los tipos siguientes: Aditivos. Agentes inclusores de aire. Puzolanas. B.06.- Cuando lo amerite la obra, considerando su poco volumen y/o el tipo de elemento construido sea de una importancia secundaria, podrán utilizarse los agregados fino y grueso sin ser previamente analizados, siempre y cuando estén bien graduados, exentos de arcilla y sustancias nocivas que puedan afectar la resistencia y durabilidad del concreto. B.07.- El almacenamiento del concreto deberá llenar los siguientes requisitos: a) Cuando se utilice cemento envasado, deberá llegar a la obra en envases originales, cerrados en la fabrica y permanecer así hasta su utilización en la obra. El local de almacenamiento deberá reunir las condiciones necesarias para evitar que se altere el cemento. El piso deberá estar aislado y a superficie altura sobre el suelo, a fin de evitar que el cemento absorba humedad. El techo deberá tener la pendiente e impermeabilidad necesaria para evitar filtraciones. el terreno natural en que se encuentren ubicados los lugares de almacenamiento, deberá estar bien drenado. Las bodegas deberán tener la amplitud suficiente para que el cemento envasado pueda colocarse a una separación adecuada de l/s muros y del techo, y para que no haya necesidad de formar pilas de sacos de mas de dos metros de altura. El almacenamiento deberá hacerse en lotes por separado, con objeto de facilitar su identificación y poder hacer el muestreo de cada lote. Todo lote de cemento que haya sido rechazado, deberá marcarse, sacarse de la bodega y llevarse fuera del área de la obra, asegurándose de que en ninguna forma pueda ser usado. Cuando las necesidades de trabajo lo exijan, podrán depositarse al aire libre las cantidades necesarias de cemento envasado para el consumo de un día. En este caso, los sacos de cemento deberán colocarse sobre un entarimado aislado del suelo, en terreno bien drenado; cuando almacene lluvia, deberán cubrirse con lonas amplias u otras cubiertas impermeables. Cuando el cemento permanezca almacenado en condiciones normales mas de 2 meses en sacos o mas de 4 meses granel, o por un lapso menor en el que existan circunstancias que puedan modificar las características del cemento, deberá comprobarse su calidad mediante nuevo muestreo. El almacenamiento y manejo de los agregados pétreos deberá hacerse de manera que no se altere su composición granulometrica, por segregación o clasificación de los distintos tamaños que lo forman, ni se contaminen con polvo u otras materias extrañas. Deberán almacenarse en plataformas o sitios adecuados y en lotes o depósitos distantes, para evitar que se mezclen entre si los agregados en contacto con el suelo y que por este motivo se haya contaminado.

REQUISITOS DE EJECUCIÓN. A.01.- Los concretos hidráulicos se designaran de acuerdo con la carga unitaria de ruptura a la compresión (f´c), fijada en el proyecto. El contratista obtendrá las probetas de ensaye y al efectuar los ensayes se encuentra que el concreto elaborado no cumple con dicha f´c, deberá removerse o demolerse y sustituirse por concreto nuevo que cumpla con las características fijadas en el proyecto. La dosificación de los materiales requeridos en la elaboración del concreto, para la f´c fijada en el proyecto, será determinada por el contratista bajo su exclusiva responsabilidad; si el contratista lo solicita, el C A P F C E colaborara en el proyecto de dosificación del concreto, pero no intervendrá obligatoriamente en la dosificación de los materiales durante la elaboración del mismo, por lo que será el propio contratista el único responsable de los consumos reales y de las resistencias que se obtengan. A.02.- Un concreto elaborado cumple con un f´c del proyecto si a los 28 días de edad, para cemento tipo 1 y a los 14 días para el cemento tipo 3, satisface lo indicado a continuación: a) Cuando se trate de elementos que trabajen a flexión, tales como zapatas, contratrabes, trabes, muros, losas, etc. El promedio de las resistencias de cada grupo de 5 muestras consecutivas obtenidas del concreto colado en 1 día, curadas en el laboratorio, deberá ser por lo menos igual al f´c. Se requieren como mínimo 5 muestras de cada clase de concreto colado en 1 día y/o por cada 50 metros cúbicos de concreto. Las muestras se obtendrán de bachadas escogidas al azar y cada una deberá constar de 2 especímenes obtenidos en la misma bachada. El numero total de muestras de cada clase de concreto será como mínimo de 10. b) Cuando se trate de elementos tales como columnas, pilas, pilotes, arcos o elementos presforzados, en que predominen los esfuerzos por compresión a lo largo de todo el elemento, el promedio de las resistencias de cada grupo de 3 muestras consecutivas obtenidas de concreto colado en 1 día, curadas en el laboratorio, deberá ser por lo menos igual a f´c. se requieren 5 muestras de cada clase de concreto en 1 día y/o por cada 50 M3 de concreto. las muestras se obtendrán de bachadas escogidas al azar y cada una deberá constar de 2 especímenes obtenidos de la misma bachada. El numero total de muestras que sean de la misma clase de concreto, será como mínimo de 10. c) Cuando se trate de elementos estructurales tales como guarniciones, pisos, dalas, castillos muros, banquetas y losas hasta de dos metros de luz cuyos volúmenes sean inferiores a 5 M3, se tomaran como mínimo 4 especímenes procedentes cada uno de diferentes bachadas, debiendo satisfacerse que el promedio de sus resistencias sea cuando menos igual a f´c. (Articulo enviado por: Felix . G. Nufio G.  Email: felixgng@yahoo.com)